改进“光是怎样传播的”实验设计让学生感受学习快乐

〔摘 要〕 在小学教育阶段，小学科学是重要的学科之一，它对培养学生的综合能力有着极其重要的意义。为了有效提高学生的思维能力和创新能力，教师应积极探索小学科学实验教学的方法，对实验设计加以创新，切实提升实验教学的质量和效率，并培养学生的创新能力，让学生通过实验感受快乐。本文以“光是怎样传播的”实验为例，探究小学科学创新实验设计的有效策略。

〔关键词〕 小学科学；创新；实验设计；“光是怎样传播的”

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 19 052-054

创新小学科学实验设计旨在激发学生对科学的兴趣和好奇心，强化其实验思维和创造性解决问题的能力。创新性的实验设计不仅强调科学知识点的学习，更注重学生的主动参与和创新性思维的培养。光的传播是一个既古老又现代的话题，不仅贯穿了历史上的许多伟大发现，而且至今仍然是科学研究的前沿问题。“光是怎样传播的”这一主题为小学生提供了极佳的科学创新性实验设计背景，旨在激发学生科学探索的兴趣，并培养其创新性思维和实验技能。

一、小学科学改进实验设计的重要性

小学科学创新实验设计，在学生的科学学习过程中具有重要的意义。首先，创新性实验设计能够帮助学生在实践中深入理解抽象的科学概念，将书本知识与实际生活联系起来，激发其对科学的浓厚兴趣。亲身实践的经验，能使学生更容易理解和记忆科学原理，培养学生主动学习的态度。其次，创新性实验设计有助于培养学生的实验思维和科学方法。学生可以参与提出问题、做出假设、设计实验步骤、观察数据、分析结果等过程，这样，可以锻炼其逻辑思维能力和实验技能，培养解决问题的能力。这一过程能超越纯粹的知识传递，更注重学生在解决实际问题中的探究和创造。此外，创新性实验设计强调学生的参与和合作，能使学生在小组中分享想法、讨论实验设计，并共同解决实际问题，有助于培养学生的团队协作精神和沟通能力，为学生将来在科学领域或其他领域的发展奠定基础。最后，创新性实验设计也可以培养学生的创造性思维，其鼓励学生在实验中加入自己的创意元素，提出新的问题，设计独特的观察方法，进而使学生不仅能在科学领域培养创新精神，也能在日常生活中培养解决问题的创造性思维。

二、小学科学实验教学中存在的问题

要想对小学科学进行创新性实验设计，就必须认识到当下小学科学教学中存在的问题并加以解决。

在小学科学教学中，存在理论与实践脱节的现象。小学科学教学过于注重理论知识，学生缺乏实验和观察的机会，一些教学方法可能过于注重记忆，而忽略了理解和应用，也有些科学教学过程过于死板，缺乏趣味性和互动性。在一些学校中，可能缺乏专业的科学教师，科学教学质量参差不齐。随着科学技术的发展，科学领域成果日新月异，但有些小学的科学课程却后于最新的科学进展。

有部分教师在科学课堂教学中忽略了学生的主体地位。教师只是一味地讲授课本上的知识，导致学生失去了互动和合作的机会。在考核阶段，考试评估成为唯一的评价手段，对实际实验、项目和表现的多元化评估较为缺乏。

小学科学以实验为主，作为科学课程教学基础和支撑，教师应对实验内容进行精心的设计，帮助学生在加深对理论知识的理解的同时，提升学生的科学素养。然而，在现有的小学课堂上，实验通常是以教师演示为主，这不利于学生的成长，进而使学生失去对实验的兴趣，降低学习积极性。

三、小学科学改进实验设计策略

（一）改进实验材料，实验现象更明显

为实现小学科学的创新性实验设计，教师在实验材料的选择上要更为仔细，确保其具有较高的对比性和观察性。教师应使用颜色鲜明、易于识别的物质，或者结构独特的实验材料，这有助于学生更清晰地观察和记录实验现象。如果实验涉及颜色变化，应选择明亮且易区分的颜色，这样会使实验结果更为显著。另外，教师可以引入一些新颖的实验材料，如荧光颜料、反光材料等，以增加实验的趣味性和吸引力。这样的材料不仅能够激发学生的好奇心，还能使实验现象更易于观察。教师也可以引入实验辅助工具，例如显微镜、放大镜等，以提高学生对实验细节的观察能力。这些工具有助于让实验现象呈现得更为细致和明显，促使学生更深入地理解科学原理。

在“光是怎样传播的”实验教学中，为实现小学科学创新性实验设计，教师可以选择具有高对比度的实验材料，实验过程中，可以使用明亮且清晰的光源和反射面，以确保光线的传播路径清晰可见。例如，教师可以选择使用高亮度的手电筒作为光源，以及具有高反射率的平滑表面作为反射材料，从而使光线传播的路径更为明显。教师可以引入一些特殊的光学材料，如折射材料或发光材料，以增强实验效果，如使用玻璃棱镜来展示光的折射现象，或者使用荧光材料来观察光的发光特性，都能够使实验现象更加生动。使用适当的实验装置和辅助工具同样有助于实验的创新，如凸透镜、反射板等，可以帮助学生更好地观察和分析光的传播现象。如教师可以利用凸透镜放大光线，或者使用反射板改变光的传播方向，都能够使实验现象更为明显且易于理解。

（二）改进实验方法，实验操作更高效

在小学科学实验中，可以简化实验步骤并优化实验流程，确保实验步骤清晰明了。有效精简操作步骤，减少不必要的复杂性，可以使学生更快速地理解和完成实验。例如，教师可以将实验步骤分解为简单易行的子任务，并提供清晰的操作指导，以便学生能够顺利完成实验。教师要采用直观明了的实验展示方式，如图示、示意图或实物模型，帮助学生更好地理解实验操作流程。视觉化的展示方式可以使学生更快速地掌握实验操作技巧，并减少因理解不透而导致的操作错误。教师应鼓励学生积极参与实验，提倡小组合作和同伴交流，促进实验操作的高效进行。在小组合作学习中，学生可以相互协助、共同探讨，并共同解决实验中遇到的问题，从而提高实验操作的质量和效率。

例如，在“光是怎样传播的”实验中，教师可以减少调整光源或检测器的步骤，使实验操作更为直接，学生能够更迅速地理解和执行实验。教师可以在小学课堂上引入并采用视觉化的教学工具，如动画、图示或模拟软件，以展示光的传播原理。这些工具，能够帮助学生在虚拟环境中观察光的传播过程，从而更加理解实验的目的和操作步骤。教师还要鼓励学生亲身参与实验设计的过程，要给予学生自主探究的空间，让学生可以根据自己的理解调整实验条件，以激发其主动学习的兴趣，并提高实验操作的效率。

（三）改进实验设计，实验探究更科学

在改进实验设计环节中，教师应注重问题导向，设计能够引发学生思考和提出问题的实验。教师要鼓励学生提出自己的问题，并设计实验来解决这些问题，以此激发学生的好奇心和主动学习的动力，使实验更具科学性。教师可以向学生强调实验设计中的变量控制和实验条件的合理设置，以确保实验条件的稳定性，从而更准确地观察和分析实验结果。同时，教师要引导学生思考如何改变不同的变量，以深入了解科学原理。教师要鼓励学生运用科学方法进行观察、实验和数据分析，并在实验过程中培养他们的批判性思维。教师要指导学生提出假设、收集数据、进行分析和得出结论，使实验设计更贴近科学研究的方法论，培养学生的科学实验能力。同时，按照新课程标准的要求，教师还应进行跨学科的实验设计，将不同科学知识融合在实验中。例如，将物理、化学、生物等多个学科元素整合到实验设计中，帮助学生更全面地理解问题，促使他们在实验探究中形成综合性的科学思维。

在“光是怎样传播的”实验中，教师可以先设计一个引人入胜的实验问题，激发学生的好奇心。例如，教师可以引导学生思考光是如何在不同介质中传播的，或者提出关于光速和颜色的问题，促使学生主动探究。教师需向学生强调实验变量的合理控制，确保学生能够清晰地了解并控制实验中的关键变量，如光源强度、传播介质等都应被纳入考虑范围内，以保证实验的科学性和准确性。要引导学生制定实验假设，教师可以设计能够验证或推翻假设的实验步骤，可以将虚拟实验软件或科学模拟器引入实验教学，为学生提供更真实、可视化的实验体验。这将有助于学生在虚拟环境中探究光的传播特性，增强实验的科学性和趣味性。在实验结束后，教师应鼓励学生进行实验结果的展示和交流。与同学分享实验设计、结果和结论，这能使学生在合作中更全面地理解光的传播原理，并从彼此的经验中学到更多。

（四）将演示实验改为自主探索实验

在传统的教学中，教师一般会为学生演示具体的实验。但是在新课程改革的背景下，教师应将教材中的教师演示实验转变为学生自主探索实验。在课堂的初始阶段，教师应将实验目标和原理清晰地呈现给学生，并激发学生的好奇心。教师向学生作简短的介绍，引发学生对实验主题的兴趣，让学生明白实验的目的和预期结果。教师要为学生提供详细而简明的实验步骤说明，确保学生能够清楚了解每个实验步骤，并在进行实验时准确执行。教师可以使用图示或图表等可视化方式，帮助学生更容易地理解和遵循实验步骤。教师要鼓励学生思考和提出问题，在实验设计中融入引导性问题，激发学生的思考和好奇心，让学生在实验中不仅是执行步骤，还能主动探索问题的答案。教师要引导学生在实验中进行观察和记录，可以鼓励学生使用实验记录表、绘画或文字描述等方式，记录实验中的现象、变化和发现，培养其观察和记录的能力，或者组织学生进行实验结果的分享和讨论。可以让学生以小组或全班讨论的方式，分享其观察结果、实验结果和思考，促进互动交流，加深对实验内容的理解。

在“光是怎样传播的”实验中，教师应该明确实验目标并引发学生的兴趣。教师可以先向学生介绍自然界中的光传播现象，可以借助多媒体等工具，以简洁且引人入胜的介绍，向学生阐述实验目的，以激发学生对光传播的好奇心。为确保学生理解实验的背景和实验目的，教师可以为学生提供详细的实验步骤和必要的工具，将实验步骤简化并以通俗易懂的语言介绍给学生。同时，还要确保学生能够轻松获取实验所需的工具和材料，这有助于学生在自主探索中更好地执行实验。教师应鼓励学生提出问题和假设，引导学生思考实验中可能遇到的问题，并鼓励学生提出关于光传播的假设。不同于传统的教学模式，自主性的提问能够引导学生主动思考，增加实验的探索性质。教师应为学生提供指导和支持，而非直接的答案。在学生进行实验的过程中，教师可以提供一些引导性问题或提示，帮助学生克服困难，但同时要避免提供直接的答案，以培养锻炼学生的自主思考和解决问题的能力。

在小学科学创新性实验设计的过程中，可以运用一系列引人入胜的实验，引导学生在探索中学习，收获丰富的科学体验。这些实验设计不仅仅是简单的课堂活动，更是为学生打开了探寻科学奥妙的大门，让学生通过实验感受快乐。学生可以从自主探索中汲取知识、从相互合作中培养技能，在这一过程中，学生可以获得全面发展。这不仅是对科学教育的一次革新，更是为培养未来科学家和创新者打下坚实的基础。创新性实验设计的过程，不仅让学生走进了科学的奇妙世界，也为学生未来的学习和探索之路做好了铺垫。

参考文献

[1]毛燕娟.玩转实验激趣课堂：小学科学课堂实验创新设计策略探究[J].新智慧，2021（17）：95-96.

[2]盛俊秋.小学科学教学中探索实验的创新设计[J].新智慧，2020（30）：60，62.

[3]于攀.小学科学实验教学期待创新设计[J].陕西教育（教学版），2018（4）：32.

[4]邵群.小学科学教材中实验设计的改进与创新[J].学园，2017（31）：120